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#240Abril 2021

Segurança depois de Fukushima

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Contexto histórico

Em 11 de março de 2011, um forte terremoto atingiu o Japão, o que desencadeou um poderoso tsunami. A onda atingiu a costa leste do Japão causando destruição e mortes. O tsunami também causou um grave acidente na usina nuclear Fukushima Daiichi, de propriedade da Tokyo Electric Power Company (TEPCO).

O terremoto destruiu as redes de energia que alimentavam a usina e a água inundou o porão da usina onde se encontravam os geradores a diesel do sistema de fornecimento de energia de reserva e as baterias. A água danificou o painel elétrico dos geradores de reserva e, como resultado, a primeira unidade de energia da usina ficou completamente sem energia, os sistemas de resfriamento do reator pararam de funcionar. O combustível superaquecido e derretido devido à reação vapor-zircônio, e o hidrogênio explodiu na primeira, terceira e depois na quarta unidade, que, no momento do acidente, estava em reabastecimento. A explosão na quarta unidade foi provocada pelo hidrogênio vindo da ventilação da terceira unidade de energia.

Dois funcionários da fábrica se afogaram quando o tsunami atingiu o prédio da turbina da quarta unidade, mas o acidente em si não causou vítimas. “A análise pós-acidente confirmou que a radiação do acidente não teve um impacto direto na saúde das pessoas. Entretanto, a saúde e o bem-estar de mais de 150.000 pessoas que vivem nos arredores foram afetados em graus variados (incluindo algumas mortes prematuras) como resultado da evacuação da área devido ao tsunami e ao acidente nuclear, falta de acesso a assistência médica e/ou medicamentos, problemas relacionados ao estresse e outras razões“, – concluíram os especialistas da Agência de Energia Nuclear no relatório “Dez anos após o acidente na usina nuclear de Fukushima: situação, lições e problemas”.

As consequências do acidente foram dramáticas para a indústria de energia nuclear em todo o mundo. Os governos da Alemanha, Bélgica e Suíça se manifestaram a favor de abandoná-la. A crescente desconfiança em relação à energia nuclear foi agravada pelas dificuldades econômicas causadas pela crise financeira global de 2008, dificultando a obtenção de financiamento para novos projetos.

Para aumentar a confiabilidade das usinas nucleares e prepará-las para emergências, assim como aumentar a confiança nas usinas nucleares, a AIEA, os reguladores nacionais e os participantes do setor prepararam documentação com base na qual as usinas nucleares são construídas, operadas e desativadas, levando em conta a experiência de Fukushima.

Emendas aos documentos da AIEA

A AIEA intitula seus documentos de Normas de Segurança da AIEA para a Proteção das Pessoas e do Meio Ambiente. Na verdade, eles contêm requisitos específicos de segurança. De acordo com o Estatuto da AIEA, as normas de segurança são obrigatórias para a própria AIEA e se aplicam à sua própria atividade.

“Os requisitos contidos nas Normas da AIEA tornam-se obrigatórios se as agências reguladoras dos Estados membros da AIEA decidirem independentemente cumpri-las ou fazer as alterações correspondentes em seus regulamentos nacionais. As organizações envolvidas no projeto, construção e operação de instalações nucleares também podem ser orientadas pelas normas de segurança da AIEA. Isto também se aplica aos “requisitos pós-Fukushima“, explicou Andrey Kuchumov, primeiro diretor geral adjunto e diretor de política técnica da JSC Atomenergoproekt.

Após o acidente na usina nuclear de Fukushima, a AIEA desenvolveu o Plano de Ação da AIEA sobre Segurança Nuclear, que foi endossado pelo Conselho de Governadores da AIEA e aprovado pela Conferência Geral da AIEA em setembro de 2011. Este plano definiu um programa de ação para fortalecer a estrutura global de segurança nuclear, levando em conta as lições do acidente na usina nuclear de Fukushima.

Em especial, o plano continha a seguinte cláusula: “Rever e fortalecer as normas de segurança da AIEA e melhorar sua aplicação”. Sob esta cláusula, a Comissão de Normas de Segurança e o Secretariado da AIEA devem rever e, se necessário, preparar uma nova revisão das normas de segurança da AIEA em ordem de prioridade. Os Estados membros da Agência foram solicitados a utilizar as normas de segurança da AIEA da maneira mais ampla e eficiente possível.

A AIEA começou a revisar as normas contidas nas publicações da categoria Requisitos de Segurança da série “Normas de Segurança” da IAEA, em 2011. “As disposições relacionadas à estrutura regulatória, preparação e resposta a emergências e segurança nuclear foram revistas. Além disso, o foco foi em questões de engenharia: seleção e avaliação do local, avaliação de riscos naturais extremos, incluindo seus impactos combinados, gestão de acidentes graves, desenergização da usina, desligamento do sistema de remoção de calor, acúmulo de gases explosivos, comportamento do combustível nuclear e armazenamento seguro do combustível nuclear usado“, – comentou Andrey Kuchumov.

Em outubro de 2012, foi tomada a decisão de revisar e modificar cinco publicações (para mais detalhes, consulte “Alterações nos documentos da AIEA”). Material adicional foi levado em consideração durante a preparação dos textos, incluindo as conclusões das reuniões de especialistas internacionais da AIEA e material apresentado na Segunda Reunião Extraordinária das Partes Contratantes da Convenção sobre Segurança Nuclear, realizada em agosto de 2012. Além disso, vários relatórios nacionais e regionais foram considerados.

No primeiro semestre de 2013, a proposta de alterações foi analisada pelos principais órgãos da agência: o secretariado e quatro comitês de normas de segurança – nuclear, radiação, transporte e resíduos, respectivamente. Após revisão e aceitação dos comentários dos Estados membros da AIEA em novembro de 2014, as alterações foram aprovadas.

Lições de Fukushima na Europa

Em paralelo à AIEA, os reguladores nacionais e regionais mudaram suas exigências. Por exemplo, o relatório das Autoridades Reguladoras Nucleares da Europa Ocidental (WENRA) “Segurança de Novos Projetos de Usinas Nucleares”, publicado em 2013, formulou requisitos para garantir a independência dos níveis de defesa em profundidade uns dos outros como um elemento-chave para atingir os objetivos de segurança. Há três deles.

“Os diferentes níveis de defesa em profundidade devem ser os mais independentes uns dos outros quanto possível para que uma falha em um nível não possa afetar outros níveis de proteção contra um acidente, nem trazer consequências.

A suficiência da independência alcançada deve ser confirmada pelos resultados das análises determinísticas e probabilísticas de segurança, bem como pelos cálculos de engenharia. Para cada evento inicial postulado, a partir do segundo nível de proteção, estruturas, sistemas e componentes necessários devem ser determinados e a análise de segurança deve demonstrar que as estruturas, sistemas e componentes atribuídos a um nível de proteção são suficientemente independentes das estruturas, sistemas e componentes de outros níveis de proteção.

Deve ser dada maior atenção à automação, sistemas auxiliares da usina do reator (por exemplo, sistemas de fornecimento de energia e resfriamento), bem como outros sistemas de ponta a ponta. Esses sistemas devem ser projetados de tal forma que não afetem a independência das estruturas, sistemas e componentes que eles iniciam, mantêm ou com os quais interagem“, diz o relatório.

Uma das disposições adotadas após o derretimento do combustível no núcleo do reator da usina nuclear de Fukushima envolve a adoção de medidas para reduzir as consequências do derretimento e a radiação do núcleo. Neste aspecto, o objetivo de segurança dos novos reatores é “reduzir o volume de possíveis liberações para o meio ambiente no caso de um acidente com derretimento do núcleo, bem como a longo prazo, seguindo os critérios de qualidade abaixo”:

  • Na prática, devem ser evitados acidentes com o derretimento do núcleo que resultem em liberações antecipadas ou em grandes volumes;
  • Para acidentes com derretimento do núcleo que não puderam ser evitados na prática, é necessário prever características de projeto do reator que exigirão certas medidas (limitadas em tempo e lugar) para proteger a população (sem evacuação de emergência de pessoas, exceto de áreas nas imediações da usina nuclear, construção de abrigos ou restrições de longo prazo para o uso de alimentos do local em questão) e proporcionar tempo suficiente para a implementação de tais medidas”.

Melhorias na Rússia

Na Rússia, as lições do acidente de Fukushima foram levadas em conta no documento “Disposições Gerais para Garantir a Segurança das Usinas Nucleares” do Órgão Federal Russo de Supervisão Ambiental, Tecnológica e Nuclear, Rostekhnadzor.

Em particular, uma norma apareceu no documento: “O projeto da usina nuclear deve prever os meios técnicos especiais para garantir a gestão de acidentes que excedam as questões de projeto.” Devem desempenhar funções de segurança em caso de falha dos sistemas normais de operação e sistemas de segurança que removem o calor do reator e instalações de armazenamento de combustível nuclear para o absorvedor final, bem como em caso de falha dos sistemas de fornecimento de energia para operação normal, acompanhada de falhas nos sistemas de fornecimento de energia de reserva de emergência. Foi exatamente isso que aconteceu na Fukushima. O documento estipula especificamente que o projeto de uma usina nuclear deve prever medidas para proteger os equipamentos técnicos dos impactos externos, bem como dos efeitos de acidentes (inclusive além dos acidentes de base de projeto). Por exemplo, dispositivos móveis armazenados em locais seguros.

Além disso, para acidentes fora das características de projeto, devem ser desenvolvidas medidas organizacionais para gerenciar tais acidentes, incluindo medidas para reduzir a exposição do pessoal da usina, da população e do meio ambiente à radiação.

Outra norma estabelece que o projeto preveja meios técnicos para monitorar o estado do reator e da usina nuclear em caso de acidentes, incluindo acidentes graves, bem como meios para o monitoramento pós-acidente. Os meios de monitoramento devem ser suficientes para poder administrar os acidentes.

O documento do Rostekhnadzor também postula que a combinação de funções de segurança e operação normal não deve piorar a segurança da usina nuclear e reduzir a confiabilidade. Os sistemas de segurança de uma unidade da usina nuclear que tenha várias unidades devem ser independentes dos sistemas de segurança de outra unidade da mesma usina nuclear.

Na Rússia, após o acidente na usina nuclear de Fukushima, todas as usinas nucleares em operação, bem como aquelas em projeto e construção, foram submetidas a “testes de estresse” para identificar potenciais vulnerabilidades das usinas em caso de influências externas extremas com parâmetros superiores aos estabelecidos em seu projeto.

Para aumentar a resiliência às falhas do tipo Fukushima (perda do absorvedor final e queda total de energia da usina), após testes de estresse em usinas nucleares equipadas com reatores VVER-440 e VVER-1000, foram incluídos nos projetos meios técnicos adicionais para o gerenciamento de acidentes não relacionados com as características do projeto. São geradores a diesel refrigerados a ar que fornecem eletricidade ao equipamento de monitoramento e controle de acidentes, motobombas para fornecimento de água à usina do reator e piscinas de resfriamento.

A sexta unidade da usina nuclear Novovoronezh tornou-se a primeira unidade de geração 3+ no mundo a ser comissionada em 2016. Estas unidades de energia com reatores VVER-1200 operam com os mais modernos sistemas de segurança ativa e passiva. Desta forma, a carcaça de contenção do reator suporta cargas extremas, tais como terremotos de magnitude até oito graus, inundações, furacões e tornados de até 56 m/s, e até mesmo quedas de aeronaves. Para proteger contra o acúmulo de hidrogênio explosivo, existe um sistema para sua remoção com recombinantes autocatalíticos passivos. O sistema de aspersão reduzirá a pressão dentro da contenção e o sistema passivo de remoção de calor reduzirá a temperatura no reator quando o circuito primário for despressurizado. Finalmente, o coletor do núcleo será capaz de conter o combustível derretido e os detritos estruturais.

Os reatores VVER-1200 são agora os principais projetos da Rosatom. Já existem quatro unidades desse tipo em operação na Rússia: duas cada uma nas usinas nucleares de Novovoronezh e Leningrado. Na Bielorrússia, uma unidade de energia já foi conectada à rede e estão em andamento os trabalhos de preparação para o lançamento da segunda. Três unidades estão em construção na usina nuclear de Akkuyu na Turquia, duas unidades em Ruppur em Bangladesh e está sendo preparada documentação para Paks, Hanhikivi, Tianwan e Suidapu.

“A análise dos resultados dos testes de estresse realizados para os projetos das usinas nucleares da geração 3+ (Novovoronezh II, Kursk II) mostrou que os sistemas de segurança e meios de gestão de acidentes além das características de projeto já existentes garantem a segurança das usinas nucleares no caso de eventos do tipo Fukushima”, assegurou Andrey Kuchumov. Entretanto, para garantir um nível mais alto de segurança, cenários de acidentes além da base do projeto com probabilidade extremamente baixa também foram considerados. “Além das falhas na usina nuclear de Fukushima, postulam um grande vazamento da usina do reator. Controles especiais adicionais para tais acidentes incluem geradores a diesel refrigerados a ar, equipamentos de circuito industrial alternativo, torre de resfriamento de ar ou bomba de motor (dependendo do local específico da usina nuclear)“, disse Andrey Kuchumov.

Alterações nos documentos da AIEA

  1. “Marco Estatal, Legal e Regulatório para Garantia de Segurança” (Normas de Segurança da AIEA, GSR Parte 1, 2010). As alterações estão relacionadas às seguintes áreas:
  • independência do órgão regulador;
  • responsabilidade primária por garantir a segurança;
  • preparação e resposta a emergências;
  • obrigações internacionais e medidas de cooperação internacional;
  • interação entre o órgão regulador e as partes autorizadas oficialmente;
  • revisão e avaliação das informações relevantes para a segurança;
  • comunicação e consulta às partes interessadas.
  1. Avaliação de Segurança das Instalações e Atividades (GSR Parte 4, 2009)”. As alterações na GSR Parte 4 referem-se às seguintes áreas principais:
  • margem de segurança para resistir a eventos externos;
  • margem de segurança suficiente para evitar efeitos de limiar;
  • avaliação de segurança de várias instalações ou atividades no mesmo local;
  • avaliação de segurança em caso de compartilhamento de recursos na instalação;
  • fator humano em condições de emergência.
  1. “Segurança das usinas nucleares: Projeto” (SSR-2/1, 2012). As alterações na SSR-2/1 estão relacionadas às seguintes áreas principais:
  • prevenção de acidentes graves, por meio do fortalecimento da base do projeto da planta;
  • prevenção de consequências radiológicas inaceitáveis de acidentes graves para a população e o meio ambiente;
  • mitigação das consequências de um acidente grave para evitar ou minimizar a contaminação radioativa fora do local.
  1. “Segurança das usinas nucleares: comissionamento e operação” (SSR-2/2, 2011). As alterações na SSR-2/2 estão relacionadas às seguintes áreas principais:
  • revisão periódica de segurança e controle da experiência operacional;
  • prontidão para emergências;
  • gestão de acidentes;
  • segurança contra incêndios.
  1. “Avaliação do local para instalações nucleares” (NS-R-3, 2003). As alterações na NS-R-3 abordam as seguintes áreas principais:
  • combinação possível de eventos;
  • estabelecimento do nível de risco previsto no projeto para as incertezas associadas;
  • várias instalações em um único local;
  • monitoramento de perigos e revisão periódica dos perigos específicos do local.

REFERÊNCIA

JSC Atomenergoproekt

A principal atividade da empresa consiste em estudos de engenharia, projeto técnico e de engenharia, gestão de projetos para a construção de usinas termelétricas e nucleares, controle e supervisão de obras e prestação de assessoria técnica nestas áreas.